[发明专利]基于频谱特征的环冷机漏风率检测方法

说明书

本发明旨在提供一种基于频谱特征的环冷机漏风率检测方法。所述的方法包括建立了基于频率特征的环冷机漏风故障的离线诊断模型；基于离线诊断模型在线对环冷机声音采集数据进行故障诊断。本发明通过对环冷机正常工作情况和各种不同漏风情况下产生的台车声音信号和风机声音信号进行采集，将采集到的声音数据整理成漏风故障样本库，对故障样本库中的正常数据集和故障数据集进行频谱分析和强度分析，从而建立环冷机漏风故障的诊断模型。再通过环冷声音数据的在线采集和分析，对环冷机漏风故障进行实时诊断。本发明通过检测信号和干扰信号对比的方式，将环冷机台车声音信号和风机声音信号进行对比，剔除风机声音信号的影响，从而得到表征环冷机生产的声音信号，从而实现环冷机漏风故障的综合在线检测和故障诊断。

技术领域：

本发明公开一种基于频谱特征的冷机漏风率检测方法。

背景技术：

环冷机是一种用于物料冷却的大型设备，其主要工作原理是通过台车装载高温物料，在环形轨道上行驶，台车下部有风箱，对台车内部鼓风，通过空气将高温物料冷却。围绕着环冷机的圆环外侧，会按照风量需求，设置数台鼓风机，为冷却过程提供风源。

待冷却的小颗粒状物料在环冷机上是以厚料层形式均匀分布的，为保证物料的充分冷却，环冷机会在台车下方设置风箱并连接鼓风机，通过鼓风机将外部空气带入到高温物料层中。由于环冷机的密封结构和长期使用的保养问题，冷却生产过程中会产生漏风现象，导致冷却不充分和鼓风机能源的浪费，严重漏风的情况下，甚至会产生环冷机卸料温度过高灼伤运输皮带的生产事故。环冷机及其附属的风箱、风管、阀门等，由于结构复杂，且工作在高温状态，使漏风率的检测一直缺少行之有效的手段。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明提供一种基于频谱特征双边检测法环冷机漏风率检测方法。

为达到上述目的，本发明基于频谱特征的环冷机漏风率检测方法，包括下述步骤：

建立了基于频率特征的环冷机漏风故障的离线诊断模型；

基于离线诊断模型在线对环冷机声音采集数据进行故障诊断。

其中，建立了基于频率特征的环冷机漏风故障的离线诊断模型的步骤包括：

21)制作环冷机正常工作频谱样本集和漏风故障频谱样本集；

22)对比漏风故障频谱样本集与正常频谱样本集在不同频段上的强度差异，按照降序选出强度差异最大的k个频段，作为漏风故障特征频率集，记为F＝{f₁,…,f_k}，其中，f_i为第i个特征频率；

23)分析正常样本在特征频段中强度分布，采用统计参数估计的方法，按照人工设定的显著度α计算正常样本在特定频率f_i的强度分布置信上限UCL_i，将UCL_i作为该特征频率对应的强度阈值，从而得到特征频率对应的强度阈值集，记为TH＝{th₁,…,th_k}；

24)定义各特征频率对漏风故障的贡献率，记为Ω＝{ω₁,…,ω_k}，将特征频率f_i处的漏风故障贡献指标定义为表达式c_i＝G(s_i,th_i,ω_i)，定义环冷机漏风故障判据为其中s_i为当前样本在特征频率f_i处的声音强度。

其中，基于离线诊断模型在线对环冷机声音采集数据进行故障诊断的步骤包括：

31)在环冷车间实时采集声音数据，通过采样和去噪，制备成成对的台车声音样本和风机声音样本；